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第一章微机保护的硬件原理及设计选择原则1-1概述微机保护出现20年来，得到了快速的发展，现有多个专业厂家生产微机保护装置，其硬件系统各有特点。
华北电力大学、杨奇逊院士：第一代（84-90年）MPD-1、单CPU结构、硬件示意图如下：可靠性差。
第二代：WXH-11（90年代以后）、多CPU结构系统机PRINTER整个系统有五个CPU（8031）。
四个CPU分别用来构成高频、距离、零序保护和综合重合闸，另一个CPU用来构成人机接口，A/D 转换采用VFC型。
每一个CPU系统都是一个独立的微机系统，任何一个损坏，系统仍然工作。
数据总线、控制总线和地址总线均不引出印刷电路板，可靠性较高。
交流输入及跳闸出口部分可靠性较高。
第三代：CSL101A（1994年鉴定，96年推广）多CPU结构，与第二代不同之处在于：（1）C PU采用不扩展的单片机，即构成微机系统所需的微处理器、RAM、EPROM等全部集中在一个芯片内部，总线不出芯片，具有很高的抗干扰能力。
（2）V FC采用第三代VFC芯片VFC110最高震荡频率为4M，相当于A/D精度的14位。
（3）设有高频、距离、零序和录波CPU插件，重合闸不包括在保护之中。
南京电力自动化研究院、南瑞公司 LFP-900系列（沈国荣院士）LFP-900系列包括从35KV~66KV 中低压线路保护220KV~500KV 线路高压超高压线路保护，用于不同电压等级时，保护的配置情况有所不同。
以LFP-901为例，说明配置情况。
采用多CPU 结构，含有三个CPU ，两个用于构成保护，一个用于人机接口CPU 均为Intel 80196KC1CPU ：纵联保护（工频变化量方向、零序功率方向、复合式距离元件）1Z 、零序后备保护2CPU ：距离保护、综合重合闸3CPU ：人机对话、起动、为出口提供？电压1CPU 、2CPU 采用VFC 型A/D 转换，3CPU 采用逐次逼近式A/D转换最近又推出RCS-9000系列保护（单片机加DSP 结构）此外，还有许继电器股份有限公司生产的WXH-800系列微机保护、国家电力公司南京电力自动化设备总厂生产的PSL601（602）数字式高压线路保护的等，都各有特点，不再一一论述。
第1章微机继电保护装置的硬件原理1.2 比较式数据采集系统微机保护装置中的数据采集系统按模数转换器的类型分为：采用逐次逼近式模数转换的比较式数据采集系统， 采用V∕F变换器（VFC）实现数据转换的压频转换式数据采集系统。
本节将介绍比较式数据采集系统1.2.1 电压形成回路要求–继电保护所使用的电压、电流都是来自于电压互感器（100伏、线间电压）和电流互感器（额定电流5安或1安，短路电流100安）–把100伏左右的电压变换为适合AD转换需要的正负2.5伏、正负5伏、正负10伏的电压；–把小于1安～100安的电流变换为适合AD转换需要的正负2.5伏、正负5伏、正负10伏的电压–隔离和屏蔽作用，以减小高压设备对微机保护装置的干扰。
为了保证电压或电流变换的准确性，通常在设计变换器时，应考虑满足以下原则：（1）电压变换器之间、电流变换器之间以及电压变换器与电流变换器之间的原副方相位移要一致。
（2）变换器的铁芯磁导率要选取适当，在整个工作范围内保持线性传变，输入小信号时不失真，输入大信号时不饱和。
（3）变换器本身的损耗要小，使变换器在传变过程中一次、二次侧电量的相角差尽可能的小。
在设计电流变换器应考虑以下几点：（1）优先保证在输出为最小工作电流时，对应A∕D变换的结果应具有足够的分辨能力；（2）保证在可能出现的最大短路电流条件下，电流变换器输出的电压不应使A∕D变换出现溢出，从而避免造成数字量紊乱；（3）适当选择电流变换器二次侧负载，使电流变换器在一次侧出现最大短路电流时不至于出现饱和现象。
1.无源低通滤波器在微机保护中常采用的一种二阶RC 滤波器如图1-3所示。
其传递函数为：iu ou RCCR图1-3 二阶RC 滤波器2)(311)()()(RCs RCs s U s U s H i o ++==图1－6 采样保持过程1.2.4 模拟量多路转换开关组成：包括选择接通路数的二进制译码电路和多路电子开关。
–二进制译码电路决定哪个电子开关接通——接入相应的待转换模拟量–多路电子开关起分断其它回路而仅仅接通待转换的哪一路模拟量作用常用的多路开关有8通道的AD7501、CD4501，16通道的AD7506等。
